25、Qt设备识别（简单的密钥生成器）

一、说明

在很多商业软件中，需要提供一些可以试运行的版本，这样就需要配套密钥机制来控制，纵观大部分的试用版软件，基本上采用以下几种机制来控制。

1、远程联网激活，每次启动都联网查看使用时间等，这种方法最完美，缺点是没法联网的设备就歇菜了。

2、通过获取本地的硬盘、CPU等硬件的编号，做一个运算，生成一个激活码，超过半数的软件会采用此方法，缺点是不能自由控制软件的其他参数，比如软件中添加的设备数量的控制。

3、设定一个运行到期时间+数量限制+已运行时间的密钥文件，发给用户配套软件使用，缺点是如果仅仅设置的是运行到期时间，用户可以更改电脑时间来获取更长的使用时间，在电脑不联网的情况下。

注：本文实现第2种方式；

二、功能描述

1、软件A（KeyDemo）首次运行弹出输入注册码（密钥）对话框，点击“获取机器码”，把机器码（系统的UUID）发送给商家；

2、商家使用密钥生成器（Key）生成注册码（密钥），给软件A；

3、软件A输入注册码，点击“确认”，软件正常启动；

4、第二次运行软件A时，若还是同一台电脑，则直接正常运行；若不是同一台电脑则弹出输入注册码对话框；

三、查看windows系统的UUID

1、win+r，打开命令提示符，输入wmic，点击确定

2、输入csproduct，回车（enter），UUID即为一会要用到的机器码

3、运行wmic错误提示

注：若cmd运行wmic出现如下提示

‘wmic‘ 不是内部或外部命令，也不是可运行的程序或批处理文件

或者提示：

Windows 找不到文件’wmic’，请确定文件名是否正确，再试一次

解决办法

win+r，打开命令提示符，输入sysdm.cpl，点击确定

选择 “ 高级 ”->“ 环境变量 ”

“ 系统变量 ”->“Path”-> 编辑 

“ 新建 ” ，输入 “C:\Windows\System32\wbem” ，点击 “ 确定 ” ，之后就可以正常运行 wmic 了

四、Qt使用AES加密解密

访问下面的链接，下载Qt-AES相关文件，会用到压缩包里的qaesencryption.cpp和qaesencryption.h两个文件

GitHub - bricke/Qt-AES: Native Qt AES encryption class

五、创建工程KeyDemo

1、新建Qt Widgets应用，名称为KeyDemo，基类选择QMainWindow；

2、添加新的Qt设计师界面类，名称为KeyDialog，基类选择QDialog，界面样式如下

3、添加新的C++类，名称为KeyVerify，基类为空

4、把下载好的qaesencryption.cpp和qaesencryption.h添加到工程中

更改KeyDialog.h代码

#ifndef KEYDIALOG_H
#define KEYDIALOG_H

#include <QDialog>

namespace Ui {
class KeyDialog;
}

class KeyDialog : public QDialog
{
    Q_OBJECT

public:
    explicit KeyDialog(QWidget *parent = nullptr);
    ~KeyDialog();

    static QString g_key;

private slots:
    void on_cancelButton_clicked();

    void on_okButton_clicked();

    void on_uuidButton_clicked();

private:
    Ui::KeyDialog *ui;
};

#endif // KEYDIALOG_H

更改KeyDialog.cpp代码

#include "KeyDialog.h"
#include "ui_KeyDialog.h"
#include <QProcess>
#include <QMessageBox>
#include <QFile>
QString KeyDialog::g_key = "";

KeyDialog::KeyDialog(QWidget *parent) :
QDialog(parent),
ui(new Ui::KeyDialog)
{
    ui->setupUi(this);
    ui->uuidEdit->setVisible(false);
    ui->tipsLabel->setVisible(false);
}

KeyDialog::~KeyDialog()
{
    delete ui;
}

void KeyDialog::on_cancelButton_clicked()
{
    exit(0);
}

void KeyDialog::on_okButton_clicked()
{
    g_key = ui->keyEdit->text();
    this->close();
}

//获取UUID
void KeyDialog::on_uuidButton_clicked()
{
    QString cmd = "wmic csproduct get uuid";
    QProcess p;
    p.start(cmd);
    p.waitForFinished();

    QString result = QString::fromLocal8Bit(p.readAllStandardOutput());
    QStringList list = cmd.split(" ");
    result = result.remove(list.last(), Qt::CaseInsensitive);
    result = result.replace("\r", "");
    result = result.replace("\n", "");
    result = result.simplified();

    p.kill();
    p.close();

    ui->tipsLabel->setVisible(true);
    ui->uuidEdit->setVisible(true);
    ui->uuidEdit->setText(result);
}

更改KeyVerify.h代码

#ifndef KEYVERIFY_H
#define KEYVERIFY_H

#include <QObject>

class KeyVerify
{
public:
    KeyVerify();

private slots:
    void initSystem(); //初始化

    QString getUUID(); //获取唯一标识

    bool enterKey(); //输入密钥

    QString encodedText(QString, QString key = "zxcvbnm"); //加密

    QString decodedText(QString, QString key = "zxcvbnm"); //解密
};

#endif // KEYVERIFY_H

更改KeyVerify.cpp代码

#include "KeyVerify.h"
#include <QCryptographicHash>
#include <QDebug>
#include <QFile>
#include <QProcess>
#include <QMessageBox>
#include <QMutex>
#include <QApplication>
#include "qaesencryption.h"
#include "KeyDialog.h"

KeyVerify::KeyVerify()
{
    initSystem();
}

void KeyVerify::initSystem()
{
    QString keyName = qApp->applicationDirPath() + "/key.db";
    QFile keyFile(keyName);

    //密钥文件不存在
    if(!keyFile.exists() || keyFile.size() == 0)
    {
        //弹出输入密钥界面
        if(!enterKey()) //密钥不对
        {
        exit(0);
        }
    }
    else
    {
        //读取密钥文件
        keyFile.open(QFile::ReadOnly);
        QByteArray keyData = keyFile.readAll();
        keyFile.close();

        QString decodedStr = decodedText(QString::fromLatin1(keyData));

        QString uuid = getUUID();

        if(uuid != decodedStr) //密钥不对
        {
            int ret = QMessageBox::critical(nullptr, "错误", "密钥文件不对,请联系供应商!",             QMessageBox::Ok, QMessageBox::Cancel);
            if( ret == QMessageBox::Ok)
            {
                if(!enterKey()) //密钥不对
                {
                    keyFile.close();
                    exit(0);
                }
            }
            else
            {
                keyFile.close();
                exit(0);
            }
        }
        keyFile.close();
    }
}

//获取电脑UUID
QString KeyVerify::getUUID()
{
    QString cmd = "wmic csproduct get uuid";
    QProcess p;
    p.start(cmd);
    p.waitForFinished();

    QString result = QString::fromLocal8Bit(p.readAllStandardOutput());
    QStringList list = cmd.split(" ");
    result = result.remove(list.last(), Qt::CaseInsensitive);
    result = result.replace("\r", "");
    result = result.replace("\n", "");
    result = result.simplified();

    p.kill();
    p.close();

    return result;
}

//输入密钥
bool KeyVerify::enterKey()
{
    //弹出输入密钥界面
    KeyDialog keyDialog;
    keyDialog.exec();

    if(KeyDialog::g_key != "")
    {
        //解密
        QString decodedStr = decodedText(KeyDialog::g_key);
        //获取本地uuid
        QString uuid = getUUID();
        //对比
        if(uuid != decodedStr)
        {
            QMessageBox::critical(nullptr, "错误", "密钥文件不对,请联系供应商!");
            return false;
        }
        else
        {
            QFile keyFile(qApp->applicationDirPath() + "/key.db");
            //存储
            keyFile.open(QFile::WriteOnly);
            keyFile.write(KeyDialog::g_key.toLatin1());
            keyFile.close();
        }
    }
    else
    {
        QMessageBox::critical(nullptr, "错误", "密钥不能为空");
        return false;
    }
    return true;
}

//加密
QString KeyVerify::encodedText(QString data, QString key)
{
    QAESEncryption encryption(QAESEncryption::AES_128, QAESEncryption::ECB,     QAESEncryption::ZERO);
    QByteArray hashKey = QCryptographicHash::hash(key.toUtf8(), QCryptographicHash::Md5);
    QByteArray encodedText = encryption.encode(data.toUtf8(), hashKey);
    QString encodeTextStr = QString::fromLatin1(encodedText.toBase64());
    //qDebug()<< "encodedText:"<< encodeTextStr;

    return encodeTextStr;
}

//解密
QString KeyVerify::decodedText(QString data, QString key)
{
    QAESEncryption encryption(QAESEncryption::AES_128, QAESEncryption::ECB,     QAESEncryption::ZERO);
    QByteArray hashKey = QCryptographicHash::hash(key.toUtf8(), QCryptographicHash::Md5);
    QByteArray decodedText = encryption.decode(QByteArray::fromBase64(data.toLatin1()), hashKey);
    QString decodedTextStr = QString::fromLatin1(decodedText);
    //qDebug()<<"decodedText:"<< decodedTextStr;
    
    return decodedTextStr;
}

更改main.cpp代码

#include "MainWindow.h"
#include <QApplication>
#include "KeyVerify.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);

    //密钥验证
    KeyVerify k;

    MainWindow w;
    w.show();

    return a.exec();
}

六、创建工程Key

1、新建Qt Widgets应用，名称为Key，基类选择QMainWindow，界面设计如下

2、把下载好的qaesencryption.cpp和qaesencryption.h添加到工程中

3、代码演示

更改MainWindow.h代码

#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H

#include <QMainWindow>

namespace Ui {
class MainWindow;
}

class MainWindow : public QMainWindow
{
Q_OBJECT

public:
    explicit MainWindow(QWidget *parent = nullptr);
    ~MainWindow();

private slots:
    void on_keyButton_clicked();

    QString encodedText(QString data, QString key);

private:
    Ui::MainWindow *ui;
};

#endif // MAINWINDOW_H

更改MainWindow.cpp代码

#include "MainWindow.h"
#include "ui_MainWindow.h"
#include <QMessageBox>
#include <QCryptographicHash>
#include <QDebug>
#include "qaesencryption.h"

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :
QMainWindow(parent),
ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
}

MainWindow::~MainWindow()
{
    delete ui;
}

void MainWindow::on_keyButton_clicked()
{
    if(ui->uuidEdit->text().isEmpty())
    {
        QMessageBox::critical(this, tr("提示"), tr("机器码不能为空"));
        return;
    }

    if(ui->passwordEdit->text().isEmpty())
    {
        QMessageBox::critical(this, tr("提示"), tr("密码不能为空"));
        return;
    }

    //加密
    QString key = encodedText(ui->uuidEdit->text(), ui->passwordEdit->text());
    ui->keyEdit->setText(key);
    ui->keyEdit->setFocus();
}

//加密
QString MainWindow::encodedText(QString data, QString key)
{
    //使用QCryptographicHash（只能加密不能解密）类对密码进行加密
    QByteArray hashKey = QCryptographicHash::hash(key.toUtf8(), QCryptographicHash::Md5);

    //使用AES加密
    QAESEncryption encryption(QAESEncryption::AES_128, QAESEncryption::ECB,     QAESEncryption::ZERO);

    QByteArray encodedText = encryption.encode(data.toUtf8(), hashKey);
    QString encodeTextStr = QString::fromLatin1(encodedText.toBase64());
    //qDebug()<< "encodedText:"<< encodeTextStr << encodedText;

    return encodeTextStr;
}

七、运行测试

1、先运行KeyDemo，弹出输入密钥对话框 

2、点击“获取机器码”，把机器码给商家（软件Key） 

3、运行软件Key，输入机器码和密码，点击生成密钥，Ctrl+a、Ctrl+v复制密钥，把密钥发送给KeyDemo软件；

注：密码需要和KeyDemo工程中KeyVerify.h的“zxcvbnm”一样

QString encodedText(QString, QString key = "zxcvbnm"); //加密

QString decodedText(QString, QString key = "zxcvbnm"); //解密

4、KeyDemo软件输入密钥后，点击“确定”，软件正常运行，弹出主界面

5、KeyDemo软件若还在刚才的电脑上第二次运行，会直接弹出主界面；若不是在同一台电脑上则弹出输入密钥对话框；

6、KeyDemo程序可执行文件exe的同级目录下用key.db文件，里面保存着输入的密钥

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